建筑力學與結(jié)構(gòu) 第5版 課件全套 牛少儒 項目1-15 建筑結(jié)構(gòu)選型-設計砌體結(jié)構(gòu)

項目1建筑結(jié)構(gòu)選型建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務1認識建筑結(jié)構(gòu)任務2認識建筑力學CONTENTS目錄任務1認識建筑結(jié)構(gòu)01任務2認識建筑力學02教學目標1.培養(yǎng)通過力學思想和方法分析問題和解決問題的能力。2.培養(yǎng)學生工匠精神、愛國主義精神、職業(yè)榮譽感。

1.能判斷結(jié)構(gòu)類型。2.能識別結(jié)構(gòu)構(gòu)件。3.能判斷各類型結(jié)構(gòu)的使用范圍。4.能分析構(gòu)件的變形。

1.理解結(jié)構(gòu)的概念。2.了解結(jié)構(gòu)的類型。3.了解構(gòu)件的概念和類型。4.了解建筑力學的研究對象。5.了解建筑力學的任務。6.掌握桿件的基本變形。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01任務1認識建筑結(jié)構(gòu)思考1.結(jié)構(gòu)的概念建筑結(jié)構(gòu)：建筑結(jié)構(gòu)是由若干個單元，按照一定組成規(guī)則，通過正確的連接方式所組成的能夠承受并傳遞荷載和其他間接作用的骨架。房屋建筑的空間受力骨架體系，由豎向承重結(jié)構(gòu)、水平承重結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)組成。2.結(jié)構(gòu)的組成及類型結(jié)構(gòu)中的每一個基本部分。2.結(jié)構(gòu)的組成及類型板墻或柱梁基礎水平承重構(gòu)件豎向承重構(gòu)件思考圖中的墻片是結(jié)構(gòu)構(gòu)件嗎？3.構(gòu)件的分類桿件：構(gòu)件一個方向的尺寸遠大于另外兩個方向的構(gòu)件。3.構(gòu)件的分類板、殼：構(gòu)件兩個方向的尺寸遠大于另外一個方向。板殼3.構(gòu)件的分類實體：三個方向的尺寸在同一個數(shù)量級。1.按組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料不同分木結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)構(gòu)件由木材構(gòu)成。故宮仁壽殿建于明代。以木結(jié)構(gòu)為主體的柱梁構(gòu)架貫穿中國宮殿建筑的始終。經(jīng)歷多次地震而保持整體性，“墻倒房不塌”?！抖Y記》《周禮·考工記》4.結(jié)構(gòu)的分類砌體結(jié)構(gòu)：承重構(gòu)件由磚石等砌體材料組成。中國古代的軍事防御工事，是一道高大、堅固而且連綿不斷的長垣，用以限隔敵騎的行動。長城不是一道單純孤立的城墻，而是以城墻為主體，同大量的城、障、亭、標相結(jié)合的防御體系。1987年12月，長城被列為世界文化遺產(chǎn)。4.結(jié)構(gòu)的分類1.按組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料不同分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：承重構(gòu)件由鋼筋混凝土材料組成。4.結(jié)構(gòu)的分類1.按組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料不同分鋼結(jié)構(gòu)：承重構(gòu)件由鋼材制成。圍繞“簡約、安全、精彩”的辦賽要求，國家體育場場館改造遵循“節(jié)儉辦奧”理念，凸顯綠色、智慧和人性化特色，主要對無障礙設施系統(tǒng)、景觀照明系統(tǒng)、觀眾服務設施系統(tǒng)及其他設施設備系統(tǒng)等四方面共計37個分項進行提升。4.結(jié)構(gòu)的分類1.按組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料不同分膜結(jié)構(gòu)：承重構(gòu)件由膜組成。4.結(jié)構(gòu)的分類1.按組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料不同分(2)按結(jié)構(gòu)形式和受力系統(tǒng)分磚混結(jié)構(gòu)：水平受力構(gòu)件為鋼筋混凝土樓板，豎向受力構(gòu)件為砌體墻片的結(jié)構(gòu)體系。4.結(jié)構(gòu)的分類框架結(jié)構(gòu)：承重構(gòu)件板、梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系。(2)按結(jié)構(gòu)形式和受力系統(tǒng)分4.結(jié)構(gòu)的分類框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：在框架結(jié)構(gòu)的適當位置添加剪力墻片共同抵抗水平荷載作用形成的結(jié)構(gòu)體系。(2)按結(jié)構(gòu)形式和受力系統(tǒng)分4.結(jié)構(gòu)的分類筒體結(jié)構(gòu)：是指由一個或多個筒體作承重結(jié)構(gòu)的高層建筑體系。(2)按結(jié)構(gòu)形式和受力系統(tǒng)分4.結(jié)構(gòu)的分類PART02任務2認識建筑力學1.建筑力學的研究對象構(gòu)件外力作用下的平衡和運動靜力學構(gòu)件在外力作用下，內(nèi)部的反應及變形材料力學剛架和超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系在外力作用的內(nèi)力和變形。結(jié)構(gòu)力學建筑力學：主要研究桿件的平衡和外力作用下的內(nèi)部反應及變形。1.建筑力學的研究對象桿件桿件體系1.建筑力學的研究對象（1）變形固體的概念01外力作用下產(chǎn)生變形的固體稱為變形固體。（2）變形固體的假設假定組成材料的物質(zhì)在材料所占有的體積內(nèi)是連續(xù)分布的，即材料間無空隙。連續(xù)性假定組成材料的各種物質(zhì)，在材料所占有的體積內(nèi)是均勻分布的。均勻性假定假定材料在各個方向上所表現(xiàn)出來的力學性能都相同。各向同性假定（3）小變形假設2.建筑力學的任務桿件和桿件體系的平衡強度問題：關于結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的安全問題。結(jié)構(gòu)的強度：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗破壞的能力。桿件和桿件體系的變形剛度問題：關于結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的變形問題。結(jié)構(gòu)的剛度：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗變形的能力。桿件和桿件體系的穩(wěn)定穩(wěn)定問題：研究結(jié)構(gòu)平衡形式的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件保持其原有平衡形式的能力。建筑力學的任務：研究桿件和桿件體系的強度、剛度、穩(wěn)定性問題，為其提供計算的方法和依據(jù)。3.桿件的基本變形（1）軸向拉伸和壓縮這種變形是在一對大小相等、方向相反、作用線與桿軸線重合的外力作用下，桿件產(chǎn)生長度的改變（伸長與縮短）。

3.桿件的基本變形（2）剪切這種變形是在一對相距很近、大小相等、方向相反、作用線垂直于桿軸線的外力作用下，桿件的橫截面沿外力方向發(fā)生的錯動。

3.桿件的基本變形（3）扭轉(zhuǎn)這種變形是在一對大小相等、方向相反、位于垂直于桿軸線的平面內(nèi)的力偶作用下，桿的任意兩橫截面發(fā)生的相對轉(zhuǎn)動。3.桿件的基本變形（4）彎曲這種變形是在橫向力或一對大小相等、方向相反、位于桿的縱向平面內(nèi)的力偶作用下，桿的軸線由直線彎曲成曲線。THANKS感謝聆聽項目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務1分析荷載CONTENTS目錄荷載的概念01荷載的表達02荷載的分類03教學目標1.培養(yǎng)通過力學思想和方法分析問題和解決問題的能力。2.培養(yǎng)學生工匠精神、愛國主義精神、職業(yè)榮譽感。

1.能分析結(jié)構(gòu)上的荷載。2.能識別荷載的類型。

1.理解荷載的概念。2.掌握荷載的分類。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01荷載的概念1.荷載的概念荷載：建筑物的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在施工和使用過程中受到各種力的作用，其中，主動使物體產(chǎn)生運動或運動趨勢的力稱為主動力。通常把作用于結(jié)構(gòu)上的主動力稱為荷載，如結(jié)構(gòu)的自重，土壓力，風、雪荷載等。PART02荷載的表達1.思考力是物體間的相互作用。2.荷載的表達改變物體的運動狀態(tài)。使物體發(fā)生變形。

力的三要素及表示法：力的大小、方向、作用點。AFPART03荷載的分類1.按作用形式分分集中荷載單位：KN分布荷載單位：KN/m、KN/m2

、KN/m31.按作用形式分分集中荷載：KN1.按作用形式分分均布線荷載KN/m1.按作用形式分分均布體荷載KN/m32.按作用性質(zhì)分分加載過程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件無速度的變化。靜荷載加載過程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件有速度的變化。動荷載荷載是否會引起結(jié)構(gòu)的加速度改變。2.按作用性質(zhì)分分靜荷載2.按作用性質(zhì)分分動荷載3.按荷載隨時間變異分分永久荷載：3.按荷載隨時間變異分分樓面可變荷載吊車荷載可變荷載：3.按荷載隨時間變異分分偶然荷載：山東日照石大科技石化有限公司發(fā)生液化烴球罐火災爆炸事故

THANKS感謝聆聽項目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務2力的基本公理CONTENTS目錄公理一01公理二02公理三03公理四04教學目標1.培養(yǎng)通過力學思維和方法分析問題和解決問題的能力。2.培養(yǎng)職業(yè)榮譽感和家國情懷。

1.能應用平行四邊形公理畫出合力。2.能應用二力平衡公理確定力的方向。3.能應用三力平衡匯交定理解決實際工程問題。

1.理解四個基本公理。2.理解三個重要推論。3.應用基本公理解決問題。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01

公理一力的平行四邊形公理1.公理一A

公理一：力的平行四邊形公理

作用于物體上任一點的兩個力可合成為作用于同一點的一個力，

即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形

的對角矢來表示。F1F2R矢量表達式：R=F1+F2即，合力為原兩力的矢量和。2.思考FRAF2F1A(b)ABDF1Rα1(a)F3F4(a)F3DF1F1OF4F2

對作用于O點的多個力怎么合成呢？任選一點A，將力系中的各力依次首尾相連，最后從起點指向終點的有向線段就是該力系的合力。PART02

公理二二力平衡公理1.公理二ABFF

公理二：二力平衡公理：

作用在剛體上的兩個力使剛體平衡的充要條件是這兩個力的大小相等，方向相反，作用在同一直線上。

2.工程實例液壓桿3.二力構(gòu)件FAAFBB（a）ABFBFA（b）FBFAAB（c）FAFBBA（e）FAFB（d）BA

受兩個力作用平衡的構(gòu)件稱為二力構(gòu)件。PART03

公理三加減平衡力系公理1.思考分(b)(a)(c)FBABFFABFAF2.公理三分公理三：加減平衡力系公理

在作用于剛體的已知力系中，加上或減去任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效應。3.推論1分推論1：力的可傳性原理

作用于剛體上某點的力，可以沿其作用線移動至剛體的任意點，不改變原力對該力對剛體的作用效應。==FAF2F1FABF1AB4.推論2分

當剛體在三個力作用下平衡時，設其中兩力的作用線相交于某點，則第三力的作用線必定也通過這個點。F1F3R1F2A=證明：A3F1F2F3A3AA2A1推論2：三力平衡匯交定理PART04

公理四作用與反作用公理1.公理四公理四：作用和反作用公理

作用力和反作用力總是同時存在，兩力的大小相等、方向相反、沿著同一直線，分別作用在兩個相互作用的物體上。2.思考神州十三號載人飛船

外太空拔河THANKS感謝聆聽項目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務3力的投影及合力投影定理CONTENTS目錄力在坐標軸上的投影01合力投影定理02教學目標1.養(yǎng)成通過力學思想和方法分析問題和解決問題的能力。2.提高學習能力和溝通能力。

1.能分析結(jié)構(gòu)中的各構(gòu)件荷載的投影。2.能用合力的投影定理求合力。

1.理解力的投影的概念。2.掌握力的投影的計算。3.掌握投影的應用。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01力在坐標軸上的投影1.投影的概念投影所在的平面叫做投影面照射光線叫做投影線投影面投影投影線

用光線照射物體，在某個平面（地面、墻壁等）上得到的影子叫做物體的投影我國古代的計時器日晷，就是根據(jù)日影來觀測時間的．2.投影的正負投影的正負規(guī)定：xyFabFxFyαa1b1從起點垂足A到終點垂足B如果與軸同向，投影為正；反向為負。ABFxybaFxFyαb1a1BA3.投影的計算xyFabFxFyαa1b1ab=Fx=+Fcosαa1b1=Fy=FsinαAB投影的計算4.思考

思考：投影和分力有什么相同和不同之處？？xyFFyABFxFyαFxA1B1PART02合力投影定理1.合力投影定理力系的合力在任一軸上的投影，等于力系中各力在同一軸上投影的代數(shù)和。x2.思考已知合力求分力和已知分力求合力？THANKS感謝聆聽項目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務4計算力矩CONTENTS目錄力矩的概念01力矩的性質(zhì)02力矩的計算03教學目標1.通過力矩概念、性質(zhì)的學習應用，培養(yǎng)學生的運用知識分析問題和解決問題的能力。2.提高協(xié)作能力，合作精神。

1.能判斷已知力是否產(chǎn)生力矩效應。2.能計算力矩。3.能應用合力矩定理。

1.復述力矩的概念。2.解釋力矩的性質(zhì)。3.闡述力矩計算公式。4.解釋合力矩定理。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01力矩的概念1.力矩的概念定義：力使物體繞一點或一個軸發(fā)生轉(zhuǎn)動或有轉(zhuǎn)動趨勢的效應，稱為力矩。力矩的表達：力矩的大?。毫氐膯挝唬?，力臂：矩心到力的作用線的垂直距離矩心：轉(zhuǎn)動中心或選定的力矩計算參考點2.力矩的正負力矩的正負規(guī)定：使物體繞矩心逆時針轉(zhuǎn)動為正，順時針為負。PART02力矩的性質(zhì)1.性質(zhì)（1）、（2）、（3）（1）力矩的值與矩心位置有關，同一力對不同矩心，其力矩不同。（2）力

沿其作用線移動時，力矩不變。（3）力的作用線通過矩心，力矩為零。2.性質(zhì)(4)（4）合力對平面內(nèi)任一點之矩等于各分力對同一點之矩的代數(shù)和，稱為合力矩定理。PART03力矩的計算例題分例2-3：如圖所示，剛架上作用力F，已知F=10kN，

°,試分別計算力對點A和點B的力矩。解：1）計算力對點A之矩，可直接按力矩的定義求得，即其中

，也可以根據(jù)合力矩定理，求得力F對點A的矩。由于

通過矩心A，故

，于是得2）計算力F對點B之矩，根據(jù)合力矩定理計算，即THANKS感謝聆聽項目2分析結(jié)構(gòu)上的荷載建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務5計算力偶CONTENTS目錄力偶的概念01力偶的性質(zhì)02力的等效平移03教學目標1.通過力矩概念、性質(zhì)的學習應用，培養(yǎng)學生的運用知識分析問題和解決問題的能力。2.提高協(xié)作能力，合作精神。

1.能判斷已知力是否產(chǎn)生力偶效應。2.能計算力偶。3.能對力進行等效平移。

1.復述力偶的概念。2.解釋力偶的性質(zhì)。3.闡述力偶計算公式。4.解釋合力偶定理。5.理解力的等效平移。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01力偶的概念1.力偶的概念定義：平面內(nèi)一對等值、反向、且不共線的平行力，稱為力偶。力偶的表達：力偶的作用效果：純轉(zhuǎn)動力偶的大?。河昧ε季囟攘浚ε季氐谋磉_：

或m力偶矩的大小：力偶臂：二力作用線間垂直距離力偶的單位：2.力偶的正負力偶的正負規(guī)定：使物體逆時針轉(zhuǎn)動為正，順時針為負。PART02力偶的性質(zhì)1.性質(zhì)（1）（1）力偶沒有合力。力偶在任一軸的投影為零力偶不能與一個力平衡力偶不能用一個力代替力偶可以與什么相平衡？思考：2.性質(zhì)（2）（2）力偶對其所在平面內(nèi)的矩恒等于力偶矩。力偶的作用效果決定于力偶中力的大小和力偶臂的長短，與矩心位置無關。3.性質(zhì)（3）（3）同一平面內(nèi)的兩個力偶，只要其力偶矩（大小和方向）相等，則二者彼此等效。兩個推論：（1）力偶可以在其平面內(nèi)任意轉(zhuǎn)動，而不改變它對剛體的作用效果。（2）只要力偶矩保持不變，同時改變力偶中力的大小和力偶臂的長度，不會改變力偶對剛體的作用效果。4.性質(zhì)(4)（4）同一平面內(nèi)的n個力偶，其合力偶矩等于各分力偶矩的代數(shù)和，稱為合力偶矩定理。PART03力的等效平移1.力的等效平移定理分定理：作用于剛體上的力可平行移動到剛體內(nèi)的任一點，但必須同時附加一個力偶，這個附加力

偶的矩等于原來的力對新作用點之矩。平移前的一個力與平移后的一個力和一個力偶對剛體的作用效果等效2.工程應用分THANKS感謝聆聽項目3選擇建筑材料建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務1選用鋼筋CONTENTS目錄鋼筋的種類01鋼筋的力學性能02結(jié)鋼筋的強度指標03鋼筋的加工04鋼筋的選用05教學目標1.培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。2.樹立學生的節(jié)能意識。3.培養(yǎng)學生的規(guī)范意識。

1.能識別工程中的鋼筋。2.能在工作中評測鋼筋。3.能分析鋼筋的變形。4.能選用鋼筋。

1.了解鋼筋的分類。2.了解鋼筋的的等級標識。3.掌握鋼筋的強度表示。4.掌握鋼筋的力學性能。5.掌握鋼筋的選用。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01鋼筋的種類1.思考福州小城鎮(zhèn)住宅樓項目鋼筋的選擇2.鋼筋種類

按化學成分分碳素鋼普通低合金鋼按外形分低碳鋼中碳鋼高碳鋼光圓鋼筋帶肋鋼筋2.鋼筋種類按生產(chǎn)加工工藝分熱軋鋼筋冷拉鋼筋熱處理鋼筋鋼絲HPB300

HRB400HRBF400RRB400HRB500HRBF500冷軋帶肋鋼筋3.鋼筋牌號熱軋鋼筋的符號說明HPB300生產(chǎn)工藝：hotrolled(熱軋）表面形狀：plain（光圓）鋼筋：bar屈服強度標準值3.鋼筋牌號HRB400

hotrolled（熱軋）ribbed（帶肋）

bar（鋼筋）RRB400remainedheattreatment（余熱處理）ribbed（帶肋）

bar（鋼筋）

屈服強度標準值屈服強度標準值4.鋼筋符號種類符號熱軋鋼筋HPB300AHRB400

HRBF400RRB400CCFCRHRB500

HRBF500D

D

F5.識別鋼筋信息“4”代表牌號為

HRB400鋼筋，即三級鋼筋“”代表鋼筋生產(chǎn)廠家的代碼“22”代表鋼筋直徑“E”的鋼筋是專門為滿足對有抗震設防要求的結(jié)構(gòu)性能要求生產(chǎn)的鋼筋PART02鋼筋的力學性能1.鋼筋的應力—應變曲線（強度）1.鋼筋的應力—應變曲線（強度）ob——彈性階段bc——屈服階段cd——強化階段de——破壞階段b——屈服強度d

——極限強度工程上取屈服強度作為鋼筋強度取值的依據(jù)，因為鋼筋屈服后產(chǎn)生了較大的塑性變形，將使構(gòu)件變形和裂縫寬度大大增加，使構(gòu)件無法正常工作。鋼筋的極限強度是鋼筋的實際破壞強度，不能作為設計中鋼筋強度取值的依據(jù)，因為當應力達到極限強度時，構(gòu)件出現(xiàn)頸縮并很快被拉斷，無任何安全儲備。鋼筋的應力—應變曲線（軟鋼）1.鋼筋的應力—應變曲線（強度）它沒有明顯的屈服臺階，其強度很高，但延伸率大為減小，塑性性能降低。設計上取相應于殘余應變?yōu)?.2％時的應力（

）作為假定屈服強度，或稱條件屈服點，其值相當于

為其極限抗拉強度。鋼筋的應力—應變曲線（硬鋼）2.鋼筋的塑性性能

1）延伸率：2）冷彎性能：延伸率越大，鋼筋的塑性和變形能力越好。

彎心直徑越小，彎過的角度越大，冷彎性能越好，鋼筋的塑性性能越好。3）沖擊韌性韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力。韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標。PART03鋼筋的強度指標1.鋼筋的強度標準值在結(jié)構(gòu)設計中采用其強度標準值作為基本代表值。所謂強度標準值，是指正常情況下可能出現(xiàn)的最小材料強度值?！督ㄖY(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068-2001規(guī)定，材料強度的標準值應具有不小于95%的保證率，熱扎鋼筋的強度標準值根據(jù)屈服強度確定,用符號

表示。2.鋼筋的強度設計值為了保證結(jié)構(gòu)設計的安全性，混凝土結(jié)構(gòu)承載力設計采用鋼筋的強度設計值，其值比鋼筋強度標準值低。3.鋼筋的彈性模量鋼筋的彈性模量是反映彈性階段鋼筋應力應變關系的物理量其中：—鋼筋屈服前的應力，單位為—為相應鋼筋的應變。PART04鋼筋的加工1.鋼筋調(diào)直鋼筋調(diào)直就是利用鋼筋調(diào)直機或采用冷拉的方法，通過拉力將彎曲的鋼筋拉直，以便于加工的過程。鋼筋調(diào)直宜采用機械方法，也可采用冷拉方法。當采用冷拉方法調(diào)直鋼筋時，HPB300級鋼筋的冷拉率不宜大于4%，HRB400級和RRB400級鋼筋的冷拉率不宜大于1%。2.鋼筋切斷資源是有限的，鋼筋下料時須按計算的下料長度切斷，避免浪費。鋼筋切斷可采用鋼筋切斷機或手動切斷器。手動切斷器只用于切斷直徑小于16mm的鋼筋；鋼筋切斷機可切斷直徑40mm以內(nèi)的鋼筋。3.鋼筋彎折PART05鋼筋的選用1.對鋼筋性能的要求1）強度鋼筋應具有可靠的屈服強度和極限強度，屈服強度是結(jié)構(gòu)設計時的主要依據(jù)，鋼筋的屈服強度越高，則鋼筋的用量就越少。2）塑性要求鋼筋在斷裂前有足夠的變形，提前給人以預兆。鋼筋的塑性好，也易于鋼筋的加工成型，因此要保證鋼筋的延伸率和冷彎性能。3）可焊性很多情況下，鋼筋之間的連接需要通過焊接的方式，因此要求在一定的工藝條件下，鋼筋焊接后施焊熱影響區(qū)域不能產(chǎn)生裂紋及過大的變形，保證焊接后的接頭性能良好。4）與混凝土的粘結(jié)力鋼筋和混凝土兩種物理性能不同的材料能結(jié)合在一起共同工作，主要是由于混凝土在凝結(jié)硬化時，牢固的與鋼筋粘結(jié)在一起，相互傳遞內(nèi)力的原因。通常選取帶肋鋼筋，來提高鋼筋和混凝土的粘結(jié)力。2.《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》規(guī)定（1）縱向受力普通鋼筋可采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500、RRB400、HPB300鋼筋；（2）梁、柱和斜撐構(gòu)件的縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋；（3）箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋；（4）預應力筋宜采用預應力鋼絲、鋼絞線和預應力螺紋鋼筋。為追求高額利潤，在選用鋼筋時，有人會選用"瘦身"鋼筋。使用"瘦身鋼筋"目的是減少建設成本，但給工程帶來了極大地安全隱患，這樣的作法是違反法律規(guī)定的。THANKS感謝聆聽項目3選擇建筑材料建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務2選用混凝土CONTENTS目錄混凝土的強度01混凝土的強度指標02混凝土的變形03混凝土的選用04教學目標1.樹立學生的質(zhì)量意識與安全意識。2.培養(yǎng)學生的規(guī)范意識。

1.能在工作中評測混凝土。2.能選用混凝土。

1.了解混凝土的強度和強度指標。2.了解混凝土的變形3.掌握混凝土的選用。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01混凝土的強度1.思考福州小城鎮(zhèn)住宅樓項目混凝土的選擇2.混凝土的強度

用邊長為150mm的標準立方體試塊在標準條件下養(yǎng)護28d后，以標準試驗方法測得的破壞時的平均壓應力為混凝土的立方體抗壓強度。

按上述規(guī)定所測得的具有95%保證率的抗壓強度稱為混凝土的立方體抗壓強度標準值

,單位為

。

1)混凝土立方體抗壓強度

混凝土強度是混凝土的重要力學性能，是設計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)，它直接影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。2.混凝土的強度我國規(guī)范習慣于用混凝土立方體抗壓強度作為劃分混凝土強度等級的基本指標，按

的大小劃分為14級。C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。

混凝土強度等級2.混凝土的強度2）混凝土軸心抗壓強度

試驗目的：采用棱柱體試件，反映混凝土的實際工作狀態(tài)。

試件尺寸：我國取mm為標準試件。

按與立方體試件相同的制作、養(yǎng)護條件和標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度稱為混凝土軸心抗壓強度標準值，記為

，單位為

。2.混凝土的強度3）混凝土軸心抗拉強度

試驗目的：混凝土的抗拉強度是混凝土的基本力學特征之一，比抗壓強度小得多，一般只有抗壓強度的5％～10％，該比值隨混凝土強度的提高而降低?；炷猎嚰妮S心抗拉強度是確定混凝土抗裂度的重要指標。

PART02混凝土的強度指標1.混凝土的強度指標PART03混凝土的變形1.混凝土在一次短期荷載作用下的變形混凝土一次荷載作用下的應力—應變曲線2.混凝土在荷載長期作用下的變形性能混凝土在荷載長期作用下，即使應力維持不變，它的應變也會隨時間繼續(xù)增長，這種現(xiàn)象稱為混凝土的徐變混凝土徐變試件的變形與時間的關系2.混凝土在荷載長期作用下的變形性能徐變的原因：①水泥凝膠體的黏性流動，使骨料應力增大。②混凝土中內(nèi)部微裂縫的發(fā)展。影響徐變的因素：①應力的大??；②混凝土的齡期；③混凝土的制作、養(yǎng)護環(huán)境；④水灰比與水泥用量；⑤骨料用量及力學性能。徐變對結(jié)構(gòu)設計的影響：

①使鋼筋混凝土構(gòu)件截面產(chǎn)生內(nèi)力重分布；②使受彎構(gòu)件和偏壓構(gòu)件的變形加大；③使預應力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預應力損失。PART04混凝土的選用1.《混凝土結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》要求1）素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強度等級不應低于C20；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強度等級不應低于C25；預應力混凝土樓板結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應低于C30，其他預應力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強度等級不應低于C40；鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強度等級不應低于C30。2）承受重復荷載作用的鋼筋混凝土構(gòu)件，混凝土強度等級不應低于C30。3）抗震等級不低于二級的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，混凝土強度等級不應低于C30。4)采用500MPa及以上等級的鋼筋的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，混凝土強度等級不應低于C30。在結(jié)構(gòu)設計與施工時，我們在選用混凝土時，要按規(guī)范規(guī)定選取混凝土，而且避免使用不達標的混凝土，始終樹立質(zhì)量意識、安全意識。THANKS感謝聆聽項目3選擇建筑材料建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務3鋼筋的錨固長度CONTENTS目錄鋼筋和混凝土共同工作的原因01粘結(jié)力的組成及分布02保證鋼筋和混凝土之間粘結(jié)力的措施03教學目標1.樹立學生的質(zhì)量意識與安全意識。2.培養(yǎng)學生查閱知識的能力。

1.能計算鋼筋的錨固長度。2.能查表得到鋼筋的錨固長度。3.能知道并識別鋼筋的連接方式。1.了解鋼筋和混凝土共同工作的原因。2.了解粘結(jié)力的組成及分布。3.掌握保證鋼筋和混凝土之間粘結(jié)力的措施。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01鋼筋和混凝土共同工作的原因1.思考鋼筋與混凝土為什么能一起工作2.共同工作的原因一是兩者具有相近的線膨脹系數(shù)，因此當溫度變化時，兩種材料不會產(chǎn)生過大的變形差而導致兩者間的粘結(jié)力的破壞；二是因為混凝土結(jié)硬并達到一定的強度以后，兩者之間建立了足夠的粘結(jié)力，保證鋼筋不會從混凝土中拔出或壓出，與混凝土更好地共同工作。粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體，共同工作的基礎。PART02粘結(jié)力的組成及分布1.粘粘結(jié)力的組成

化學膠結(jié)力摩擦力機械咬合力1.粘粘結(jié)力的分布PART03保證鋼筋和混凝土之間粘結(jié)力的措施1.鋼筋的錨固

錨固：通過鋼筋埋置段或機械措施將鋼筋所受的力傳給混凝土。b受拉鋼筋基本錨固長度：—普通鋼筋、預應力鋼筋抗拉強度設計值

—混凝土軸心抗拉強度設計值，當混凝土強度等級高于C60時，按C60取值—錨固鋼筋的直徑—錨固鋼筋的外形系數(shù)1.鋼筋的錨固1.鋼筋的錨固1.鋼筋的錨固2.鋼筋的連接1）綁扎搭接

軸心受拉及小偏心受拉桿件的縱向受力鋼筋不得采用綁扎搭接；其他構(gòu)件中的鋼筋采用綁扎搭接時，受拉鋼筋直徑不宜大于25mm，受壓鋼筋直徑不宜大于28mm。同一構(gòu)件中相鄰縱向受力鋼筋的綁扎搭接接頭宜相互錯開。鋼筋綁扎搭接接頭連接區(qū)段的長度為1.3倍搭接長度，凡搭接接頭中點位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的搭接接頭均屬于同一連接區(qū)段。當直徑不同的鋼筋搭接時，按直徑較小的鋼筋計算。2.鋼筋的連接位于同一連接區(qū)段內(nèi)的受拉鋼筋搭接接頭面積百分率：對梁類、板類及墻類構(gòu)件，不宜大于25%；對柱類構(gòu)件，不宜大于50%。當工程中確有必要增大受拉鋼筋搭接接頭面積百分率時，對梁類構(gòu)件，不宜大于50%；對板、墻、柱及預制構(gòu)件的拼接處，可根據(jù)實際情況放寬?？v向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度，應根據(jù)位于同一連接區(qū)段內(nèi)的鋼筋搭接接頭面積百分率按下列公式計算，且不應小于300mm?！v向受拉鋼筋搭接長度；——縱向受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)2.鋼筋的連接2.鋼筋的連接2）機械連接鋼筋的機械連接是通過連接件的直接或間接地機械咬合或鋼筋端面的承壓作用，將一根鋼筋中的力傳遞到另一根鋼筋的連接方式?？v向受力鋼筋機械連接接頭宜相互錯開。雖然機械連接的套筒長度很短，但傳力影響范圍并不小，因此規(guī)定鋼筋機械連接接頭連接區(qū)段的長度為，為連接鋼筋的較小直徑。凡接頭中點位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的機械連接接頭均屬于同一連接區(qū)段。2.鋼筋的連接3）焊接連接焊接連接是常用的連接方法，有電阻點焊、閃光對焊、電弧焊、電渣壓力焊、氣壓焊和埋弧壓力焊等六種焊接方法?？v向受力鋼筋的焊接接頭應相互錯開。鋼筋焊接接頭連接區(qū)段的的長度為且不小于500mm，為連接鋼筋的較小直徑，凡接頭中點位于該連接區(qū)段長度內(nèi)的焊接接頭均屬于同一連接區(qū)段。THANKS感謝聆聽項目4確定結(jié)構(gòu)計算簡圖建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務1認識約束及約束反力CONTENTS目錄自由與約束01工程中常見的約束和約束反力02教學目標1.培養(yǎng)辯證思維能力。2.樹立正確的人生觀。3.樹立法律意識和規(guī)范意識。4.培養(yǎng)通過力學思想和方法分析和解決工程問題的能力。

1.能正確對待自由和約束。2.能識別各種約束。3.能正確繪制各約束的約束反力。

1.理解約束的概念，清晰自由與約束的關系。2掌握各種約束的特點。3掌握各種約束的約束反力繪制。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01自由與約束思考沒有約束的生活……1.自由體和非自由體的概念自由體：可以在空間任意運動的物體非自由體：運動受到某些限制的物體什么是真正的自由？思考PART02工程中常見的約束及約束反力1.約束及約束反力的概念一個物體的運動受到周圍物體的限制時，這些周圍物體就稱為該物體的約束。列車是被約束體，鐵軌是約束體。鐵軌作用在車輪上的力為約束力。既然約束限制物體的運動，那么當物體沿著約束所能限制的方向有運動或有運動趨勢時，約束對該物體必然有力作用，以阻礙物體的運動，這種力稱為約束反力，簡稱為反力。即約束體作用在被約束物體上的力。1.約束及約束反力的概念約束反力的特點：1.是被動力，大小取決于作用于物體的主動力。2.作用位置在約束與被約束物體的接觸面上。3.作用方向與約束所能限制的物體運動方向相反主動力：主動使物體運動或有運動趨勢的力。在工程上稱為荷載。例如：自重2.工程中常見的約束及約束反力由拉緊的繩索、鏈條、帶等柔軟物體構(gòu)成的約束統(tǒng)稱為柔體約束。這種約束作用是將物體拉住，且柔體約束只能受拉力，不能受壓力。約束反力的作用點：接觸點約束反力的方向：沿柔體中心線背離被約束物體。(1)柔體約束2.工程中常見的約束及約束反力鋼結(jié)構(gòu)天橋的吊裝懸索橋2.工程中常見的約束及約束反力兩物體直接接觸，當接觸面光滑，摩擦力可以忽略不計時，兩物體的接觸面就稱為光滑接觸面約束。這種約束不論接觸面的形狀如何，都只能在接觸面的公法線方向上將被約束物體頂住或支撐住。約束反力作用點：接觸點約束反力方向：沿著接觸面的公法線指向被約束的物體，只能是壓力。(2)光滑接觸面約束2.工程中常見的約束及約束反力FFFF1F2F32.工程中常見的約束及約束反力在兩個物體上分別穿直徑相同的圓孔，再將一直徑略小于孔徑的銷釘插入該兩物體的孔中，不計銷釘與銷釘孔壁間的摩擦時，便構(gòu)成了光滑圓柱鉸鏈約束。光滑圓柱鉸鏈約束的約束性質(zhì)是限制物體平面移動（不限制轉(zhuǎn)動），其約束反力是互相垂直的兩個力（本質(zhì)上是一個力），指向任意假設。

(3)光滑圓柱鉸鏈約束ABF2.工程中常見的約束及約束反力BCA2.工程中常見的約束及約束反力(4)鏈桿約束兩端以鉸鏈與其它物體連接中間不受力且不計自重的剛性直桿稱鏈桿，這種約束反力只能限制物體沿鏈桿軸線方向運動，因此鏈桿的約束反力沿著鏈桿,兩端中心連線方向，指向或為拉力或為壓力。鏈桿屬于二力桿的一種特殊情形。2.工程中常見的約束及約束反力ADCACDACDF

α2.工程中常見的約束及約束反力（5)固定鉸支座（鉸鏈支座）用圓柱鉸鏈把結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件與基礎或靜止的構(gòu)件相連構(gòu)成的支座稱為固定鉸支座。構(gòu)件與支座用光滑的圓柱鉸鏈聯(lián)接，構(gòu)件不能產(chǎn)生沿任何方向的移動，但可以繞銷釘轉(zhuǎn)動，可見固定鉸支座的約束反力與圓柱鉸鏈約束相同，即約束反力一定作用于接觸點，通過銷釘中心，方向未定。2.工程中常見的約束及約束反力瀝青麻絲填縫工程實際中，這樣的杯形基礎可簡化為固定鉸支座。思考2.工程中常見的約束及約束反力在固定鉸支座下面加幾個可沿支承面滾動的滾軸，但由于支座的連接，使它不能離開支承面，就構(gòu)成可動鉸支座。這種約束，只能約束構(gòu)件沿垂直于支承面方向的移動，而不能阻止構(gòu)件繞銷釘?shù)霓D(zhuǎn)動和沿支承面方向的移動。所以，它的約束反力的作用點就是約束與被約束物體的接觸點、約束反力通過銷釘?shù)闹行?，垂直于支承面，方向可能指向?gòu)件，也可能背離構(gòu)件，視主動力情況而定。（6)可動鉸支座2.工程中常見的約束及約束反力2.工程中常見的約束及約束反力固定鉸可動鉸思考2.工程中常見的約束及約束反力(7)固定端支座如圖所示是房屋建筑中的懸挑雨篷的剖面圖，在此結(jié)構(gòu)中，墻對雨篷的約束使雨篷靠墻的一端既不能上下移動，又不能轉(zhuǎn)動，這種約束稱為固定端支座。在嵌固端，既不能沿任何方向移動，也不能轉(zhuǎn)動，所以固定端支座除產(chǎn)生水平和豎直方向的約束反力外，還有一個約束反力偶。細石混凝土填縫工程實際中，這樣的杯形基礎可簡化為固定端支座。思考THANKS感謝聆聽建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures項目4確定結(jié)構(gòu)計算簡圖任務2確定結(jié)構(gòu)計算簡圖CONTENTS目錄簡化原則01簡化方法02教學目標1.養(yǎng)成通過力學思想和方法分析問題和解決問題的能力。2.運用主要矛盾和次要矛盾關系解決工程實際問題。

1.能對結(jié)構(gòu)體系進行力學模型簡化。

1.了解計算簡圖的概念。2.了解計算簡圖的簡化思路。3.掌握簡化方法。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01簡化原則1.計算簡圖的概念進行結(jié)構(gòu)力學分析之前，應首先將實際結(jié)構(gòu)進行抽象和簡化，使之既能反映實際的主要受力特征，同時又能使計算大大簡化。這種經(jīng)合理抽象和簡化，用來代替實際結(jié)構(gòu)的力學模型叫做結(jié)構(gòu)的計算簡圖。計算簡圖的選取在結(jié)構(gòu)的力學分析中占有相當重要的地位，它直接影響著計算工作量的大小和分析結(jié)構(gòu)與實際間的差異。2.確定計算簡圖的原則計算簡圖的確定，是力學計算的基礎，極為重要。確定計算簡圖的原則是：(2)考慮主要因素忽略次要因素使計算盡可能的簡單。(1)計算簡圖應能反映實際結(jié)構(gòu)的主要受力和變形性能，保證設計上需要的足夠精度；PART02簡化方法1.結(jié)構(gòu)體系的簡化1)平面簡化結(jié)構(gòu)體系的簡化是指把實際的空間體系在可能的條件下簡化或分解為若干個平面結(jié)構(gòu)體系，這樣對整個的空間體系的計算就可以簡化為對平面體系結(jié)構(gòu)的計算。1.結(jié)構(gòu)體系的簡化

鉸結(jié)點。2)桿件簡化3)結(jié)點簡化桿件一般用軸線代替。剛結(jié)點。組合結(jié)點。2.支座的簡化1)可動鉸支座。2)固定鉸支座。3)固定支座思考？3.荷載的簡化荷載的簡化是指將實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件上所受到的各種荷載簡化為作用在構(gòu)件縱軸上的線荷載、集中荷載或力偶。在簡化時應注意力的作用點、方向和大小。THANKS感謝聆聽項目4確定結(jié)構(gòu)計算簡圖建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務3繪制結(jié)構(gòu)受力圖CONTENTS目錄單一構(gòu)件受力分析01構(gòu)件體系受力分析02教學目標1.養(yǎng)成通過力學思想和方法分析問題和解決問題的能力。2.養(yǎng)成具體問題具體分析的科學思維。

1.能分析單個構(gòu)件的受力。2.能分析構(gòu)件體系的受力。

1.受力圖的概念。2.受力圖的繪制方法。3.掌握單個構(gòu)件的受力分析。4.掌握構(gòu)件體系的受力分析。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01單一構(gòu)件受力分析1.受力圖的概念及繪制步驟繪制受力圖的一般步驟為：（1）明確研究對象，畫出研究對象的隔離體簡圖。（2）在隔離體上畫出全部主動力。（3）在隔離體上畫出全部的約束力，注意約束力一定要與約束的類型相對應。將作用在隔離體上的所有主動力和約束反力以力矢的形式表示在隔離體上，我們把這種描述研究對象所受全部主動力和約束反力的簡圖稱為受力圖。受力圖能形象直觀的表達研究對象的受力情況。如果受力圖不準確，隨后的計算則毫無意義，所以準確繪制受力圖至關重要。2.單一構(gòu)件受力分析2.單一構(gòu)件受力分析2.單一構(gòu)件受力分析3.構(gòu)件體系受力分析3.構(gòu)件體系受力分析3.構(gòu)件體系受力分析3.構(gòu)件體系受力分析畫受力圖時應注意以下幾點：1)必須明確研究對象。畫受力圖首先必須明確要畫哪個物體的受力圖，因為不同的研究對象的受力圖是不同的。2)明確約束力的個數(shù)。凡是研究對象與周圍物體相接觸的地方，都一定有約束反力，不可隨意增加或減少。3)注意約束力與約束類型相對應。要根據(jù)約束的類型畫約束力，即按約束的性質(zhì)確定約束力的作用位置和方向，不能主觀臆斷。另外，同一約束力在不同的受力圖中假定的指向應一致。4)二力桿要優(yōu)先分析。5)注意作用力與反作用力之間的關系。當分析兩物體之間的相互作用時，要注意作用力與反作用力的關系。作用力的方向一旦確定，其反作用力的方向就必須與其相反。6）整體與部分中，同一支座的約束反力完全相同。THANKS感謝聆聽項目5構(gòu)件的平衡建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務1簡化平面一般力系CONTENTS目錄簡化方法和結(jié)果01平面一般力系簡化結(jié)果的討論02平面一般力系的合力矩定理03教學目標1.培養(yǎng)通過力學思想和方法分析問題和解決問題的能力。

1.能夠?qū)ζ矫嬉话懔ο颠M行簡化。

1.理解力向一點簡化。2.分析簡化結(jié)果。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01簡化方法和結(jié)果思考物體三點連線構(gòu)成等邊三角形，三點受到三個力作用，大小相等，方向沿著三角形三個邊，構(gòu)成逆時針方向，那么三個力使物體處于什么狀態(tài)？1.力系的概念平面一般力系作用在同一平面內(nèi)的各力作用線，有的相交，有的平行，這樣的力系稱為平面一般力系F1F2F3F4AFFCFAyFAxxyM=Fa1.力系的概念平面匯交力系F1F2F3F4A平面平行力系F1F2F3F4平面力偶力系M1M2M4M32.平移結(jié)果F1F2F3F4F1M1F2M2M4F4F3M3AA平面匯交力系+平面力偶力系2.平移結(jié)果在該點得到一個力（主矢）和一個力偶（主矩），即F1M1F2M2M4F4F3M3FRMMRAAAFAxFAy（a）（b）（c）PART02平面一般力系簡化結(jié)果的討論3.結(jié)果的討論在該點得到一個力（主矢）和一個力偶（主矩），即平面任意力系簡化的可能結(jié)果（1）（2）（3）（4）3.結(jié)果的討論（1）這種情況代表原力系只與一個力等效，合力作用線通過簡化中心。思考：這種結(jié)果與簡化中心的位置有關嗎？（2）這是一種一般情況下的簡化結(jié)果。思考：這種結(jié)果可以繼續(xù)簡化嗎？提示：力的等效平移定理逆過程3.結(jié)果的討論（2）這種情況可以進一步簡化為一合力，同時改變簡化中心的位置。換言之：結(jié)果（1）是與簡化中心位置有關的。由上頁圖可知：又因為求主矩時有:所以：3.結(jié)果的討論（3）這種情況代表原力系與一個力偶等效。思考：這種情況與簡化中心位置有關嗎？（4）這種情況說明：平面任意力系是一個平衡力系?？傊?，平面任意力系的簡化，綜合起來最后有三種可能的結(jié)果：（1）合力；（2）合力偶；（3）平衡。PART03平面一般力系的合力矩定理合力矩定理：平面任意力系的合力對作用面內(nèi)任意一點的矩等于力系中各力對同一點的矩的代數(shù)和。THANKS感謝聆聽項目5構(gòu)件的平衡建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務2建立平面一般力系平衡方程CONTENTS目錄平面一般力系的平衡條件01平面一般力系平衡方程的其他形式02幾種特殊力系的平衡方程03教學目標1.養(yǎng)成利用力學思維認識問題分析問題、解決問題的能力。2.養(yǎng)成嚴謹認真的學習態(tài)度，訓練科學的思維方法。

1.能用平面一般力系平衡方程解決力學問題。

1.理解平面一般力系平衡方程各式子的意義。2.了解平衡方程的特殊形式。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01平面一般力系的平衡條件已知，平面任意力系平衡的充分必要條件是：即：故，平面任意力系平衡方程為：一矩式平衡方程PART02平面一般力系平衡方程的其他形式A、B連線不能與x軸垂直A、B連線不能與y軸垂直反例說明：1.二矩式平衡方程A、B、C三點不共線反例說明：2.三矩式平衡方程PART03幾種特殊力系的平衡方程1.平面平行力系平衡方程平面平行力系2.平面力偶力系平衡方程平面力偶力系

3.平面匯交力系平衡方程平面匯交力系

THANKS感謝聆聽項目5構(gòu)件的平衡建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務3求解構(gòu)件約束反力CONTENTS目錄求解思路01單個構(gòu)件的約束反力求解02物體系的約束反力求解03教學目標1.培養(yǎng)利用力學思維認識問題分析問題、解決問題的能力。2.養(yǎng)成嚴謹認真的學習態(tài)度，訓練科學的思維方法。

1.能用平面一般力系平衡方程求單個構(gòu)件約束反力。2.能用平面一般力系平衡方程求結(jié)構(gòu)體系的約束反力。

1.掌握用平衡方程求一個構(gòu)件的約束反力。2.掌握用平衡方程結(jié)構(gòu)體系的約束反力。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01求解思路平面一般力系平衡問題的解題步驟為：1.選取研究對象，作出研究對象的受力圖。2.對所選取的研究對象，列出平衡方程。3.由平衡方程解出未知量。將計算結(jié)果代入不獨立的平衡方程，以校核解題過程有無錯誤。PART02單個構(gòu)件的約束反力求解

PART03物體系的約束反力求解圖示所示的組合梁，就是由梁AC和梁CD通過鉸C連接，并支承在A、B、D支座而組成的一個物體系統(tǒng)。

在一個物體系統(tǒng)中，一個物體的受力與其他物體是緊密相關的；整體受力又與局部緊密相關的。物體系統(tǒng)的平衡是指組成系統(tǒng)的每一個物體及系統(tǒng)的整體都處于平衡狀態(tài)。在研究物體系統(tǒng)的平衡問題時，不僅要知道外界物體對這個系統(tǒng)的作用力，同時還應分析系統(tǒng)內(nèi)部物體之間的相互作用力。通常將系統(tǒng)以外的物體對這個系統(tǒng)的作用力稱為外部力，系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力稱為內(nèi)部力。例如圖（b）所示的組合梁的受力圖，荷載q、F及A、B、D支座的約束反力就是外部力，而在鉸C處左右兩段梁之間的互相作用的力就是內(nèi)部力。外部力和內(nèi)部力是相對的概念，是對一定的考察對象而言的，例如圖組合梁在鉸C處兩段梁的相互作用力，對組合梁的整體來說，就是內(nèi)部力，而對左段梁或右段梁來說，就成為外部力了，如圖（c）所示。

THANKS感謝聆聽項目6幾何組成分析建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructuresCONTENTS目錄任務1幾何組成分析的目的01任務2幾何組成分析的方法02教學目標1.養(yǎng)成用力學方法分析結(jié)構(gòu)問題的能力。2.養(yǎng)成用唯物辯證法分析問題的能力。

1.能分析桿件體系的幾何性質(zhì)。2.能判斷桿件體系的結(jié)構(gòu)性能。

1.理解幾何不變體系的概念。2.了解幾何可變體系的概念。3.了解幾何組成分析的目的。4.幾何組成分析的規(guī)則。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01任務1幾何組成分析的目的1.幾何不變體系和幾何可變體系幾何不變體系在荷載作用下，不考慮材料的應變，結(jié)構(gòu)的幾何形狀和位置保持不變。幾何可變體系在荷載作用下，結(jié)構(gòu)的幾何形狀和位置發(fā)生改變的體系。2.幾何組成分析的目的（1）判斷桿件體系的幾何性質(zhì)，判斷其是否可以作為結(jié)構(gòu)使用。（2）研究幾何不變體系的組成規(guī)律及桿件結(jié)構(gòu)組成的合理形式。（3）確定結(jié)構(gòu)是否有多余約束，判斷結(jié)構(gòu)的靜定性質(zhì)，選擇合適的分析計算方法。PART02任務2幾何組成分析的方法1.自由度和約束的概念（1）剛片剛片是指平面體系中幾何形狀不變的平面體。在幾何組成分析中，由于不考慮材料的變形，所以，每根梁、每一桿件或已知的幾何不變部分均可視為剛片。支承結(jié)構(gòu)的地基也可以看作是一個剛片。1.自由度和約束的概念（2）自由度體系的自由度是指該體系運動時，確定其位置所需的獨立坐標的數(shù)目。注意：地基是一個不動剛片，它的自由度為0。

2.約束對自由度的影響約束:能夠減少體系自由度的裝置稱為約束或聯(lián)系。能減少幾個自由度就叫做幾個約束。常用的約束有鏈桿、鉸（單鉸、復鉸）和剛結(jié)點。xy

一根鏈桿減少1個自由度，相當于1個約束。xy

一個鉸減少2個自由度，相當于2個約束。xy

一個剛性鏈接減少3個自由度，相當于3個約束。3.

不變體系的判定規(guī)則任務（1）三剛片規(guī)則

三剛片規(guī)則：三個剛片用不在同一直線上的三個單鉸兩兩相連，組成無多余約束的幾何不變體系。3.不變體系的判定規(guī)則任務（2）兩剛片規(guī)則二剛片規(guī)則：兩個剛片用一個鉸和一根不通過此鉸的鏈桿相聯(lián)，組成幾何不變體系，無多余約束。3.不變體系的判定規(guī)則任務（3）二元體規(guī)則二元體規(guī)則：在一個體系上增加或拆除二元體，不改變原體系的幾何構(gòu)造性質(zhì)。二元體---不在一直線上的兩根鏈桿連結(jié)一個新結(jié)點的裝置。4.靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)對于無多余約束的結(jié)構(gòu)，它的全部支座反力和內(nèi)力可由平面一般力系的平衡方程求得，稱為靜定結(jié)構(gòu)。有多余約束的結(jié)構(gòu)，除了平衡方程外，還需要增加變形約束條件才能求出全部反力和內(nèi)力，稱為超靜定結(jié)構(gòu)。THANKS感謝聆聽項目7軸向受力構(gòu)件的受力和變形分析建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務1分析軸向拉壓桿的內(nèi)力CONTENTS目錄內(nèi)力概念和截面法01軸向拉壓桿的內(nèi)力02引例解析03教學目標1.用力學思維解決工程問題的能力。

1.能確定軸力的方向。2.能求指定截面的軸力。1.了解截面法。2.掌握軸向受力構(gòu)件的內(nèi)力類型。3.掌握軸力的符號規(guī)定。4.掌握截面法求指定截面軸力。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01內(nèi)力概念和截面法1.思考福州小城鎮(zhèn)住宅樓項目柱受力分析2.內(nèi)力概念內(nèi)力：因外部載荷作用而引起的構(gòu)件內(nèi)部之間的相互作用力3.求內(nèi)力的方法－截面法1.截開2.代替3.平衡PART02軸向拉壓桿的內(nèi)力1.軸向拉壓桿的內(nèi)力

在一對大小相等、方向相反、作用線與桿軸線重合的外力作用下，使桿件發(fā)生長度的改變(伸長或縮短)。軸向拉伸軸向壓縮1.軸向拉壓桿的內(nèi)力

1)截開在求內(nèi)力的截面n-n處，假想地將桿截為兩部分，取其中一部分為研究對象，如左側(cè)桿段（脫離體）。nnFFFnn1.軸向拉壓桿的內(nèi)力

(2)代替

棄去部分對研究對象的作用以截開面上的內(nèi)力代替。nnFFFnnNQM1.軸向拉壓桿的內(nèi)力nnFFFnnNQM軸力N

與桿軸相重合的內(nèi)力3)平衡

對研究對象列平衡方程2.軸力的正負號規(guī)定軸力的方向以使桿件拉伸為正。軸力的方向以使桿件壓縮為負。nnFFFnnNNnnF++3..軸向拉壓桿指定截面內(nèi)力求解例1：試求下圖（a）所示軸向受力桿件截面1—1截面的軸力。1）截開：用假想截面在1—1截面處將桿件截成兩部分。（a）（b）2）代替：舍去左側(cè)隔離體，取右側(cè)隔離體作為研究對象，用作用于截面上的軸力代替舍去部分對留下部分的作用力，如圖（b）所示。3）平衡：根據(jù)留下部分的平衡條件求出該截面的軸力。得

PART03引例解析1.任務引例解析——福州小城鎮(zhèn)住宅樓項目中柱內(nèi)力分析THANKS感謝聆聽項目7軸向受力構(gòu)件的受力和變形分析建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務2繪制軸向拉壓桿的內(nèi)力圖CONTENTS目錄軸力圖的概念01軸力圖的繪制02引例解析03教學目標1.用力學思維解決工程問題的能力。

1.能繪制軸向受力構(gòu)件的軸力圖。1.理解軸力圖的概念。2.掌握軸力圖的繪制。3.掌握考慮自重的軸力圖繪制。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01軸力圖的概念1.思考福州小城鎮(zhèn)住宅樓項目柱內(nèi)力分析2.軸力圖概念

為了清楚地表示軸力隨橫截面位置的變化情況,常畫軸力圖。

這種表明軸力隨橫截面位置變化規(guī)律的圖形稱為軸力圖。PART02軸力圖的繪制1.軸力圖繪制

畫軸力圖時，通常以平行桿件軸線的x坐標表示桿件的橫截面位置，以與桿軸線垂直的坐標N表示橫截面上的軸力，按適當比例將軸力隨橫截面位置變化的情況畫成圖形。正值軸力位于x軸上方負值軸力位于x軸下方xN軸力圖作用：（1）反映出軸力與截面位置變化關系，較直觀；（2）確定出最大軸力的數(shù)值及其所在橫截面的位置，確定危險截面位置，為強度計算提供依據(jù)。1.軸力圖繪制

例1：已知

；

；

；

；試畫所示桿件的軸力圖。1.軸力圖繪制1）分段：桿件在分界面A、B、C、D截面處有外力，因此，此桿AB、BC、CD各段的軸力不同。分析可知，每段內(nèi)任意截面的軸力為常數(shù)，即軸力圖為三條水平線組成。2）AB段：求段內(nèi)任意截面截面1-1的軸力，用假想截面在1-1處將桿件截成兩部分。取左側(cè)隔離體為研究對象，如圖（b）所示。由平衡方程：得

（a）（b）（c）（d）（e）3）BC段：求段內(nèi)任意截面截面2-2的軸力，用假想截面在2-2處將桿件截成兩部分。取左側(cè)隔離體為研究對象，如圖（c）所示。由平衡方程：得

1.軸力圖繪制4）CD段：求段內(nèi)任意截面3-3截面的軸力，用假想截面在3-3處將桿件截成兩部分。取右側(cè)隔離體為研究對象，如圖（d）所示。（a）（b）（c）（d）（e）由平衡方程：得：

根據(jù)求得的各段軸力，畫出軸力圖，如圖（e）所示，正、負軸力分別畫在基線的兩側(cè)。由軸力圖可以看出AB段的軸力最大.。1.軸力圖繪制

例2：如圖所示為某建筑的一根鋼筋混凝土柱，柱高為3.6m，截面尺寸為450mm×450mm，，柱上承受橫梁傳來的荷載，其合力通過柱的軸線，大小為F=100kN，已知鋼筋混凝土的重度為

。求柱中1-1截面、柱底2-2截面的內(nèi)力，并畫出整根柱子的內(nèi)力圖。1.軸力圖繪制1）求柱中截面的軸力。用假想截面1-1在處將桿件截成兩部分。取上側(cè)隔離體為研究對象，如圖（b）所示。隔離體上作用著兩個外力，一個是橫梁傳來的荷載F=100kN，一個是1-1截面以上部分鋼筋混凝土柱的自重，設以上的柱的體積為V1，自重為G1，則（a）（b）

（c）（d）

（e）由平衡方程:得:1.軸力圖繪制2）求柱底2-2截面的軸力。用假想截面在處將桿件截成兩部分。取上側(cè)隔離體為研究對象，如圖7-5（c）所示。隔離體上同樣作用著兩個外力，一個是橫梁傳來的荷載F=100kN，一個是2-2截面以上部分鋼筋混凝土柱的自重，設以上的柱的體積為V2，自重為G2，則（a）（b）

（c）（d）

（e）由平衡方程:得:1.軸力圖繪制3）繪制軸力圖。由于柱自重的影響，不同截面的內(nèi)力也不相同，計算距離柱頂任意距離處的截面內(nèi)力。用假想截面在處將桿件截成兩部分。取上側(cè)隔離體為研究對象，如圖（d）所示。（a）（b）

（c）（d）

（e）由上式可以看出，任意截面的軸力為以為變量的一次函數(shù)。一次函數(shù)的圖像為一條斜直線，取柱頂和柱底的軸力確定此斜直線。當時

，

；當時

，

。然后將柱頂和柱底的軸力用直線連起來，即得到整根柱子的軸力圖，如圖(e）所示。由軸力圖可以看出最大軸力在柱底。PART03引例解析1.任務引例解析——福州小城鎮(zhèn)住宅項目中柱內(nèi)力圖分析THANKS感謝聆聽項目7軸向受力構(gòu)件的受力和變形分析建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務3計算靜定平面桁架內(nèi)力CONTENTS目錄認識桁架結(jié)構(gòu)01桁架結(jié)構(gòu)中所有桿的內(nèi)力（節(jié)點法）02桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件的內(nèi)力（截面法）03教學目標1.了解我國建筑實力，激發(fā)民族認同感。2.增強學生的安全意識。

1.掌握節(jié)點法求桁架各桿內(nèi)力。2.能判斷桁架結(jié)構(gòu)中的零桿。1.理解桁架的概念和組成。2.掌握節(jié)點法求桁架各桿內(nèi)力。3.掌握截面法求桁架指定桿件的內(nèi)力。4.掌握桁架中零桿的判斷。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01認識桁架結(jié)構(gòu)1.思考溫州科技館北展廳屋蓋采用空間鋼管結(jié)構(gòu)體系，鋼管之間采用直接相貫的焊接節(jié)點，主桁架為平面桁架2.桁架概念和組成

桁架是由若干直桿在兩端用鉸連接而成的結(jié)構(gòu)。基本假設:（1）節(jié)點全部為光滑鉸節(jié)點。

（2）各桿軸線都是直線且通過鉸的中心。

（3）荷載和支座反力都作用在節(jié)點上并位于桁架平面內(nèi)。

2.桁架概念和組成

1)世界首臺樁梁一體架橋機“共工號”“共工號”2)世界首座三塔四跨鋼桁架懸索橋——溫州甌江北口大橋主橋荷載試驗結(jié)果順利通過。試驗期間，144輛總重量近5000噸的重型卡車“壓”橋，刷新國內(nèi)公路橋梁“體檢”加載重量紀錄。桁架結(jié)構(gòu)在大跨度橋梁上的應用，彰顯了我國建筑實力PART02桁架結(jié)構(gòu)中所有桿的內(nèi)力（節(jié)點法）1.節(jié)點法概念

節(jié)點法是取桁架的節(jié)點為隔離體，由于桁架的每個節(jié)點都處于平衡狀態(tài)，因此利用節(jié)點的平衡條件來計算桿件的內(nèi)力。節(jié)點法可以求出簡單桁架全部桿件的軸力。

桁架各桿件都只承受軸力，作用于桁架任一節(jié)點的力構(gòu)成一個平面匯交力系。平面匯交力系平衡方程數(shù)有兩個，可求解兩個未知數(shù)。在利用節(jié)點法計算桁架內(nèi)力時，應從不超過兩根桿件的節(jié)點開始，因此可先利用整體平衡條件求出桁架的約束反力，然后從兩桿節(jié)點開始計算，依次利用各節(jié)點的平衡條件，求出各桿的軸力。2.節(jié)點法應用

例1：用節(jié)點法求圖（a）所示桁架各桿件的內(nèi)力。2.節(jié)點法應用（1）求約束反力取桁架整體為研究對象，畫受力圖如圖（b）所示，列平衡方程解方程得2.節(jié)點法應用（2）求各桿內(nèi)力1）取節(jié)點A為隔離體,畫受力圖如圖（c）所示，列平衡方程得得2）取節(jié)點C為隔離體,畫受力圖如圖（d）所示，列平衡方程得2.節(jié)點法應用3）取節(jié)點F為隔離體,畫受力圖如圖（e）所示，列平衡方程聯(lián)立解方程得4）取節(jié)點G為隔離體,畫受力圖如圖（f）所示，列平衡方程得得2.節(jié)點法應用5）取節(jié)點D為隔離體,畫受力圖如圖（g）所示，列平衡方程6）取節(jié)點E為隔離體,畫受力圖如圖（h）所示，列平衡方程得得得2.節(jié)點法應用7）取節(jié)點H為隔離體,畫受力圖如圖（i）所示，列平衡方程8）校核：取節(jié)點B為隔離體,畫受力圖如圖（j）所示，列平衡方程得計算結(jié)果無誤2.節(jié)點法應用（3）各桿的內(nèi)力如圖（k）所示3.零桿判斷（1）L形節(jié)點L形節(jié)點為不共線的兩桿節(jié)點，如圖（a）所示，當節(jié)點上無荷載作用時，兩桿內(nèi)力都為零。（2）T形節(jié)點T形節(jié)點為兩桿共線的三桿節(jié)點，如圖（b）所示，當節(jié)點上無荷載作用時，則不共線的第三桿內(nèi)力為零，共線兩桿的內(nèi)力相等，符號相同。PART03桁架結(jié)構(gòu)中指定桿件的內(nèi)力（截面法）1.截面法法概念

截面法是截取兩個以上節(jié)點部分作為隔離體計算桁架內(nèi)力。截面法用于計算桁架中求少數(shù)指定桿件的內(nèi)力。在需求內(nèi)力的桿件上作一適當?shù)慕孛?，將桁架截為兩部分，然后任取一部分作為研究對象，此時，隔離體上的荷載、約束反力及桿件內(nèi)力組成一個平面一般力系，利用平衡條件來計算所求桿件的內(nèi)力。2.截面法應用

例2：用截面法求圖（a）所示桁架GH、DH、DE各桿的內(nèi)力。2.截面法應用（1）求約束反力取桁架整體為研究對象，由于對稱性，則點A與點B處約束反力相同(2)求GH、DH、DE各桿的內(nèi)力用1-1截面假想將GH、DH、DE截開，取左邊部分為研究對象，畫受力圖如圖（b）所示，利用平衡條件列出平衡方程，即得得得（3）校核計算結(jié)果無誤THANKS感謝聆聽項目7軸向受力構(gòu)件的受力和變形分析建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務4分析軸向拉壓桿的應力與強度CONTENTS目錄應力的概念01計算軸向拉壓桿的應力02應用強度公式解決實際問題03分析軸向拉壓桿的強度0405引例解析教學目標1.用力學思維解決工程問題的能力。

1.能夠進行軸向拉壓桿應力、強度計算。1.掌握應力的類型。2.掌握軸向拉壓構(gòu)件應力和強度的計算方法。3.掌握受彎構(gòu)件應力和強度的計算方法。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01應力的概念1.思考福州小城鎮(zhèn)住宅樓項目柱應力分析2.應力的概念

截面內(nèi)某點的應力是指截面上該點處的